CN217244672U - 一种手术机器人超声刀传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种手术机器人超声刀传动装置，包括器械壳体底盘、器械轴、开合驱动机构以及旋转驱动机构，器械轴包括用于连接超声刀器械的内管以及套设在内管上的外套管，并且内管和外套管能够沿轴向相对移动；设置于器械壳体底盘的开合驱动机构与内管可转动连接并且能够驱动内管沿内管的轴向运动；设置于器械壳体底盘的旋转驱动机构与外套管传动连接供于驱动外套管和内管绕轴线同步转动。与现有技术相比，本手术机器人超声刀传动装置具有开合驱动机构以及旋转驱动机构，分别带动器械轴的内管沿其轴向运动以及带动器械轴的外套管沿其周向运动，实现超声刀钳口的开合与转动功能，从而实现利用手术机器人操控超声刀器械的功能。

Description

一种手术机器人超声刀传动装置

技术领域

本实用新型涉及超声刀技术领域，尤其涉及一种手术机器人超声刀传动装置。

背景技术

在微创外科手术中，超声外科手术是用超声刀代替普通手术刀来凝闭血管，粉碎、分离以及切除人体病变组织或器官，达到手术治疗的目的。使用超声刀进行手术时，手术部位周围组织损伤小，术中出血量少；感染少，术后恢复快，操作简单，应用范围广。超声刀刀头在超高的振动频率下接触组织蛋白，产生空化作用，组织内水分迅速汽化，蛋白质氢键断裂，蛋白质变性凝结，从而达到切割、凝闭和止血的作用。超声外科手术及其仪器设备在临床上应用的禁忌很少，适用于妇科、泌尿科、肝胆外科、耳鼻喉外科、等十几个科室，覆盖了几十种外科手术。

市场上的超声刀多为医生手持操作，微创手术中，长时间操作，加之病患区域空间狭窄，医生容易产生疲劳感，用手持方法很难精准控制器械运动。

借助手术机器人可以辅助医生进行微创手术是解决该问题的一个良好思路，现在缺乏用于连接手术机器人与超声刀器械的中间传动装置，以模拟人手操控超声刀。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种手术机器人超声刀传动装置，用以解决现有技术中缺乏用于连接手术机器人与超声刀器械的中间传动装置的技术问题。

本实用新型提供一种手术机器人超声刀传动装置，该手术机器人超声刀传动装置包括：器械壳体底盘、器械轴、开合驱动机构以及旋转驱动机构，器械轴包括用于连接超声刀器械的内管以及套设在内管上的外套管，内管和外套管分别与器械壳体底盘活动连接，并且内管和外套管能够沿轴向相对移动；设置于器械壳体底盘的开合驱动机构与内管可转动连接并且能够驱动内管沿内管的轴向运动；设置于器械壳体底盘的旋转驱动机构与外套管传动连接供于驱动外套管和内管绕轴线同步转动。

进一步的，开合驱动机构包括驱动单元以及传动单元，驱动单元具有提供驱动力的驱动部，传动单元具有与驱动部传动连接的第一传动部、与内管固定连接的第二传动部以及连接部，连接部与第一传动部固定连接且还与第二传动部可转动连接。

进一步的，驱动部与内管间隔设置，驱动部为能够在垂直于内管轴线的平面内转动的转动件。

进一步的，驱动部为平行于内管布置的丝杆，驱动单元还包括与丝杆啮合连接的第一传动部。

进一步的，第一传动部开设有第一连接孔，第一连接孔内壁上形成有与丝杆相匹配的内螺纹，第一传动部套设于丝杆上并与丝杆啮合连接。

进一步的，第一传动部外侧面沿其轴向方向开设有第一连接槽，第二传动部外侧面沿其周向方向开设有第二连接槽，连接部包括第一连接环、第二连接环、第三连接环、竖杆以及横杆，竖杆两端分别固定连接第一连接环和第二连接环，横杆两端分别连接竖杆与第三连接环，竖杆与第一连接槽卡接，第三连接环与第二连接槽卡接，第一传动部置于第一连接环与第二连接环之间并且第一传动部两端分别抵接第一连接环与第二连接环。

进一步的，旋转驱动机构包括第二转动部和旋转传动部，第二转动部与旋转传动部传动连接，旋转传动部与外套管传动连接。

进一步的，旋转传动部包括主动齿轮以及从动齿轮，第二转动部与主动齿轮同轴固定连接，从动齿轮固定套设于外套管上并与主动齿轮啮合连接。

进一步的，旋转传动部还包括若干个传动齿轮，传动齿轮分别与主动齿轮和从动齿轮啮合连接。

进一步的，器械壳体底盘上开设有供器械轴穿过的器械孔。

与现有技术相比，本手术机器人超声刀传动装置具有开合驱动机构以及旋转驱动机构，分别带动器械轴的内管沿其轴向运动以及带动器械轴的外套管沿其周向运动，实现超声刀钳口的开合与转动功能，从而实现利用手术机器人操控超声刀器械的功能。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如下。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型提供的手术机器人超声刀传动装置第一实施例的结构示意图；

图2为图1中的放大图；

图3为图1中的剖视图；

图4为器械轴的剖视图；

图5为第一传动部的结构示意图；

图6为第二传动部的结构示意图；

图7为连接部的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

请参见图1，本手术机器人超声刀传动装置包括器械壳体底盘1、器械轴2、开合驱动机构3以及旋转驱动机构4。

器械壳体底盘1用于连接承载其他部件，如开合驱动机构3和旋转驱动机构4设置于器械壳体底盘1。在本实施例中，器械壳体底盘1上贯穿开设有器械孔，器械轴2穿过器械孔，与器械壳体底盘1活动连接，一端连接超声刀的钳口部分，另一端连接开合驱动机构3和旋转驱动机构4。

请参见图2至图7，器械轴2包括内管21以及套设在内管21上的外套管22，内管21与外套管22分别与器械壳体底盘1活动连接。其中内管21用于连接超声刀器械，外套管22用于带动内管21转动。因此内管21和外套管22能够沿轴向相对移动，还能沿周向同步转动。参见图4，在本实施例中，内管21沿其径向延伸出凸块部211，而外套管22内部对应形成有用于容纳凸块部211的型腔221，型腔221沿径向具有供凸块部211运动的空间，沿轴向与凸块部211抵接。这样开合驱动机构3与内管21可转动连接并能带动内管21沿轴向移动，凸块部211能够在型腔221内运动，使内管21相对于外套管22作沿轴线运动，实现超声刀的开合功能。旋转驱动机构4与外套管22传动连接带动外套管22转动，外套管22带动所述内管21同步转动，实现超声刀的转动功能。

开合驱动机构3包括驱动单元31和传动单元32。其中驱动单元31具有驱动部311以及第一转动部312，第一转动部312可转动设置于器械壳体底盘1上并与驱动部311同轴传动连接，供以带动驱动部311绕其轴线转动。

在本实施例中，驱动部311采用平行于内管21布置的丝杆，第一转动部312为与丝杆同轴固定连接的连杆，连杆的另一端穿过器械壳体底盘1并形成动力输入接口，用于和安装于机械臂末端的动力盒连接。动力盒内部设置有若干个电机用于提供转动动力，这些电机的转动轴延伸至动力盒外并且分别形成相同或不同的动力输出接口，至少有一个动力输出接口能够与第一转动部312的动力输入接口相匹配，通过两种接口的连接，使动力盒内的电机与第一转动部312传动连接，以带动驱动部311转动。容易理解的，还可以根据需要更换不同的驱动部311并与对应的动力输出接口连接，以执行不同的功能。

传动单元32包括第一传动部321、第二传动部322以及连接部323，其中第一传动部321与驱动部311传动连接，第二传动部322与内管21固定连接，连接部323与第一传动部321固定连接，还与第二传动部322可转动连接。驱动部311与第一传动部321的运动方向不同，经过驱动部311与第一传动部321之间的传动，运动方向发生变化。第一传动部321、第二传动部322与内管21运动方向相同，即传动单元32与内管21之间的传动，运动方向保持不变。

具体到本实施例中，由于驱动部311采用能够在垂直于内管21轴线的平面内旋转的丝杆，与驱动部311相连接的第一传动部321要能沿内管21的轴向运动，这样才能通过连接部323以及第二传动部322带动内管21作轴向运动。

相对应的，第一传动部321与丝杆啮合连接，第一传动部321与连接部323固定连接，通过第一传动部321与第二传动部322相对位置保持不变。这样当丝杆旋转时，第一传动部321不能随着丝杆一同转动，只能作轴向运动。

在本实施例中，第一传动部321上开设有第一连接孔3211，第一连接孔3211内壁上形成有与丝杆相匹配的内螺纹，第一传动部321套设于丝杆上并与丝杆啮合连接。第一传动部321的外侧面上还沿其轴向方向开设有第一连接槽3212，用于与连接部323连接。在其他实施例中，也可以使用螺钉、插销、胶粘等方式直接将第一传动部321与连接部323固定连接。

第二传动部322与内管21固定连接，如可以采用焊接、胶接、螺钉、插销等常见的固定连接方式。第二传动部322可以与内管21的端部固定连接，也可以在第二传动部322上开设孔或槽，将内管21一端***其中再固定连接。本申请并不限定连接方式，只要实现固定连接效果即可。

在第二传动部322的外侧面沿其周向方向还开设有第二连接槽3221，用以和连接部323连接。

因此在本实施例中，连接部323包括第一连接环3231、第二连接环3232、第三连接环3233、竖杆3234以及横杆3235。竖杆3234两端分别固定连接第一连接环3231和第二连接环3232，横杆3235两端分别连接竖杆3234与第三连接环3233。连接时竖杆3234与第一连接槽3212卡接，第三连接环3233与第二连接槽3221卡接。第一传动部321置于第一连接环3231与第二连接环3232之间并且第一传动部321两端分别抵接第一连接环3231与第二连接环3232，丝杆穿过第一连接环3231与第二连接环3232，第一连接环3231、第二连接环3232与第一传动部321一通沿丝杆作轴向运动。

旋转驱动机构4包括第二转动部41与旋转传动部，第二转动部41通过旋转传动部与外套管22传动连接供以外套管22绕其轴线转动。旋转传动部包括主动齿轮42与从动齿轮43。第二转动部41与主动齿轮42同轴固定连接用以带动主动齿轮42转动，从动齿轮43固定套设于外套管22上并与主动齿轮42啮合连接，主动齿轮42将转动传递给从动齿轮43从而带动外套管22旋转，实现超声刀的转动功能。

在本实施例中，第二转动部41为键轴，一端***到主动齿轮42中间的连接孔内与主动齿轮42形成键连接，用于向主动齿轮42传递扭矩带动主动齿轮42转动。另一端与第一转动部312类似，穿过器械壳体底盘1并形成动力输入接口，用于和动力盒上的动力输出接口配合连接，使动力盒内的某个电机与第二转动部41形成传动连接，带动第二转动部41转动，进而带动主动齿轮42转动。容易理解的，第一转动部312和第二转动部41的动力输入接口的位置要与动力盒上对应的两个动力输出接口的位置相对应，使得第一转动部312和第二转动部41能够同时与动力盒上的两个动力输出接口配合连接。并且第二转动部41的动力输入接口与第一转动部312的动力输入接口可以相同，也可以不同。

出于器械轴2与第二转动部41的空间位置关系，以及其他零部件的设计需要，齿轮的尺寸也受到一定程度的限制，在其他实施例中，基于第二转动部41与外套管22的空间位置关系，以及其他零部件的设计需要，齿轮的尺寸也受到一定程度的限制，主动齿轮42与从动齿轮43中间还可以设置若干个传动齿轮来传递转动，使得在齿轮尺寸受限的条件下获得所需的传动比以及灵活布局其各零部件的位置，避免相互干扰。

在本实施例中为了保护齿轮，旋转驱动机构4还包括与器械壳体底盘1固定连接的壳体，壳体与器械壳体底盘1合围形成容纳腔，开合驱动机构3和旋转驱动机构4均容纳于所述容纳腔内。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：本手术机器人超声刀传动装置具有开合驱动机构以及旋转驱动机构，分别带动器械轴的内管沿其轴向运动以及带动器械轴的外套管沿其周向运动，实现超声刀钳口的开合与转动功能，从而实现利用手术机器人操控超声刀器械的功能。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种手术机器人超声刀传动装置，其特征在于，其包括：器械壳体底盘(1)、器械轴(2)、开合驱动机构(3)以及旋转驱动机构(4)，所述器械轴(2)包括用于连接超声刀器械的内管(21)以及套设在所述内管(21)上的外套管(22)，内管(21)和外套管(22)分别与所述器械壳体底盘(1)活动连接，并且内管(21)和外套管(22)能够沿轴向相对移动；设置于所述器械壳体底盘(1)的所述开合驱动机构(3)与所述内管(21)可转动连接并且能够驱动所述内管(21)沿所述内管(21)的轴向运动；设置于器械壳体底盘(1)的所述旋转驱动机构(4)与所述外套管(22)传动连接供于驱动所述外套管(22)和内管(21)绕轴线同步转动。

2.根据权利要求1所述的手术机器人超声刀传动装置，其特征在于，所述开合驱动机构(3)包括驱动单元(31)以及传动单元(32)，所述驱动单元(31)具有提供驱动力的驱动部(311)，所述传动单元(32)具有与所述驱动部(311)传动连接的第一传动部(321)、与所述内管(21)固定连接的第二传动部(322)以及连接部(323)，所述连接部(323)与所述第一传动部(321)固定连接且还与所述第二传动部(322)可转动连接。

3.根据权利要求2所述的手术机器人超声刀传动装置，其特征在于，所述驱动部(311)与所述内管(21)间隔设置，所述驱动部(311)为能够在垂直于所述内管(21)轴线的平面内转动的转动件。

4.根据权利要求3所述的手术机器人超声刀传动装置，其特征在于，所述驱动部(311)为平行于所述内管(21)布置的丝杆，所述驱动单元(31)还包括与所述丝杆啮合连接的第一传动部(321)。

5.根据权利要求4所述的手术机器人超声刀传动装置，其特征在于，所述第一传动部(321)开设有第一连接孔(3211)，所述第一连接孔(3211)内壁上形成有与所述丝杆相匹配的内螺纹，所述第一传动部(321)套设于所述丝杆上并与所述丝杆啮合连接。

6.根据权利要求4所述的手术机器人超声刀传动装置，其特征在于，所述第一传动部(321)外侧面沿其轴向方向开设有第一连接槽(3212)，所述第二传动部(322)外侧面沿其周向方向开设有第二连接槽(3221)，所述连接部(323)包括第一连接环(3231)、第二连接环(3232)、第三连接环(3233)、竖杆(3234)以及横杆(3235)，所述竖杆(3234)两端分别固定连接所述第一连接环(3231)和所述第二连接环(3232)，所述横杆(3235)两端分别连接所述竖杆(3234)与所述第三连接环(3233)，所述竖杆(3234)与所述第一连接槽(3212)卡接，所述第三连接环(3233)与所述第二连接槽(3221)卡接，所述第一传动部(321)置于所述第一连接环(3231)与所述第二连接环(3232)之间并且所述第一传动部(321)两端分别抵接所述第一连接环(3231)与所述第二连接环(3232)。

7.根据权利要求1所述的手术机器人超声刀传动装置，其特征在于，所述旋转驱动机构(4)包括第二转动部(41)和旋转传动部，所述第二转动部(41)与旋转传动部传动连接，所述旋转传动部与所述外套管(22)传动连接。

8.根据权利要求7所述的手术机器人超声刀传动装置，其特征在于，所述旋转传动部包括主动齿轮(42)以及从动齿轮(43)，所述第二转动部(41)与所述主动齿轮(42)同轴固定连接，所述从动齿轮(43)固定套设于所述外套管(22)上并与所述主动齿轮(42)啮合连接。

9.根据权利要求8所述的手术机器人超声刀传动装置，其特征在于，所述旋转传动部还包括若干个传动齿轮，所述传动齿轮分别与所述主动齿轮(42)和所述从动齿轮(43)啮合连接。

10.根据权利要求1所述的手术机器人超声刀传动装置，其特征在于，所述器械壳体底盘(1)上开设有供所述器械轴(2)穿过的器械孔。

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